Solarstrom: Neue Keramik bietet mehr Power

Wärmestrahlen der Sonne werden durch Aluminiumnitrid und Siliziumkarbid besser absorbiert

Moskau/Kairo (pte003/05.12.2018/06:10) – Poröse Keramik, die 40
Prozent Aluminiumnitrid und 60 Prozent Siliziumkarbid enthält, hat sich
als optimal für den Einsatz in Solarturmkraftwerken herausgestellt.
Entwickelt wurden die extrem harten, verschleißarmen und
hochtemperaturfesten Bauteile von Forschern der National University of
Science and Technology http://en.misis.ru und des Central Metallurgical R&D Institute http://www.cmrdi.sci.eg in Kairo.

Mehr als 600 Grad Celsius

Die Wissenschaftler haben einen Raum an der Spitze eines Turmes mit dem
neuen Material ausgefüllt. Heliostate, die rundherum angeordnet sind,
konzentrieren die Wärmestrahlen der Sonne auf diesen Receiver genannten
Raum. Dort entstehen Temperaturen von mehr als 600 Grad Celsius. Diese
Energie wird mithilfe von hindurch strömender Luft zu einem
Wärmetauscher transportiert.

Hier heizt die Luft Wasser auf, das sich in Dampf verwandelt, sodass es
einen Turbogenerator zur Stromerzeugung antreibt. Der Charme dieser
Lösung: Der Dampf ist so heiß, dass die gleichen Turbogeneratoren
eingesetzt werden können wie in Kohle- oder Kernkraftwerken. Es sind
keine äußerst teuren Sondermaschinen nötig wie bei
Parabolrinnenkraftwerken, die auf gerade einmal 300 Grad Celsius kommen.

Keramik unter hohem Stress

Die keramischen Formkörper sind wegen der großen Hitze und der
durchströmenden Luft hohem Stress ausgesetzt, der die Lebensdauer der
Anlage verkürzt. Die Neuentwicklung wird die Betriebsdauer der damit
ausgestatteten Solarkraftwerke deutlich erhöhen, sagen die Forscher.
"Solarkraftwerke benötigen haltbare Materialien ohne Fehlstellen", sagt
Emad Ewais vom Kairoer Forschungsinstitut. Im Labor ist die
Standfestigkeit bereits erwiesen. "Jetzt wollen wir die Formkörper in
Solaranlagen im täglichen Einsatz testen", so Ewais. Wo die Versuche
stattfinden, ist noch nicht klar. Ägypten hat noch kein
Solarturmkraftwerk, jedoch große Pläne zum Ausbau der Solarenergie.

Tests könnten beispielweise in Jülich stattfinden. Dort betreibt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt http://dlr.de eine große Testanlage, in der neue Verwendungsmöglichkeiten für
konzentrierte solare Wärme entwickelt werden, etwa die Spaltung von
Wasser in Wasser- und Sauerstoff. Dort werden auch neue
Receiver-Konzepte entwickelt.